一次居民供电故障原因的分析

前不久，某区域的供电线路突然发生故障。故障的现象十分奇怪，就是有不少人家的照明灯具和某些家用电器莫名其妙的烧毁，立即打电话到供电局报修。供电局很快来到现场。不到一小时就排除了故障，毁坏的电器由供电局全责赔偿。

经过初步分析，认为这可能是总的地线（这是居民对中性线的习惯叫法）断了。这片居民区共有12个住宅单元，共用一台供电变压器。经事后了解，在这次故障中有4个住宅单元竟然没有一家烧毁电器，另有4个住宅单元少量烧毁，还有4个住宅单元烧毁最多。为了分析故障原因，画了一张用电示意图，见图1。

由图1可见，其 A、B、C 三相电源分别供给三组用户。大家知道，用电器可以等效画成电阻器。在这里，各相用户的用电器都是并联连接的，于是更可以简化成图2的电路图。

从图2分析，如果供电变压器损坏，不可能有三分之一左右的用户没有损坏用电器，而且决不能在不到一个小时的短时间内就能修复故障。肯定故障的原因只有一个，就是某处中性线断了。而且断开的部位在图3的X处。

从图3可以很清晰地看出，A相供电用户的供电仍是正常的，因而就没有毁坏用电器。但B相和C相用户的用电器则不然，它们呈串联状态，处于由B相和C 相电源供电的线路中。当然，如果B相用户和C相用户当时用电的总功率二者相等或相接近，即可视作图3中Rb和Rc相等或相接近，则该二组的用户各分得约380/2=190V左右电压，不至于毁坏照明灯具和用电器。但如果二者相差悬殊的话，那就会根据各组用电功率的大小按反比例关系分配电压。假设C相功率比B相功率小得较多，即Rc垌Rb，则C相用户获得的电压就较高，其中最脆弱的用电器必然最先损坏。损坏了一部份电器之后，总功率更小，获得电压 就更高，造成恶性循环。于是就有更多电器继续烧毁。但这只是静态的分析，实际情况还要复杂一些。

当时是傍晚时分，有些人家在用晚饭，开了照明灯，有些人家在看电视，而在故障之时，各组都会有不同家庭随时打开或关闭某些家用电器的情况，另外还有电冰箱、空调器、电磁炉等不规则的启动停止。这种无规则、无规律的负载变化，必然导致B相、C相电源对应的负载电阻Rb和Rc会随机变化，各相负载上获得的电压也相应变化 ，当负载上的电压明显超过额定值时，正在工作的家用电器被烧毁就势在必然啦。